神経細胞樹状突起・スパインにおけるカルシウム動態の制御

神经元树突和棘中钙动力学的控制

• 批准号: 14017024
• 负责人: 井上 貴文
• 金额: $ 3.2万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14017024/
• 关键词: カルシウム; 小脳プルキンエ細胞; 神経細胞; 樹状突起; IP3受容体; カルシウムチャンネル

細胞内Ca^<2+>放出チャンネルである1型イノシトール3リン酸受容体(IP3R1)は小脳プルキンエ細胞に豊富に発現している。細胞内Ca^<2+>濃度の増加はプルキンエ細胞でのシナプス可塑性である長期抑圧現象(LTD)に必須であることは知られていたが、IP3R1がLTDに必須であることを、IP3R1の阻害抗体とIP3R1ノックアウトマウスを用いて示した。生後変性、脱落していく、1型小脳脊髄変性症(SCA1)モデルマウスのプルキンエ細胞においてIP3R1の発現量は減少しているが、シナプス刺激によるCa^<2+>放出はむしろ活性化していた。これらの知見は、プルキンエ細胞樹状突起でのCa^<2+>動態は複雑な時間・空間的特性をもって細胞内メカニズムを制御していることを示唆している。プルキンエ細胞樹状突起のCa^<2+>動態をさらに詳細に検討した。平行線維を50Hz、3〜8発刺激するとCa^<2+>の流入と細胞内からの放出が二相性に見られた。刺激回数を増加するとCa^<2+>上昇は一相性となり、持続時間は刺激回数に比例し、50発刺激では持続時間は6〜8秒、濃度は200μMに達した。IP3R1欠損マウスおよびIP3受容体阻害剤を用いて、この大きなCa^<2+>上昇はほとんどがCa^<2+>流入によることを示し、AMPA受容体阻害剤やCa^<2+>チャンネル阻害剤を用いNa^+とCa^<2+>の濃度変化を測定した結果、P型Ca^<2+>チャンネルがその主役であることが明らかとなった。プルキンエ細胞のAMPA受容体はCa^<2+>を通さないことが分子生物学的研究から示唆されているが、ここでは機能的に示すことができた。

Intracellular Ca^<2+> release occurs in the cell, and IP3R1 is a small intracellular Ca ^<2 +> rich receptor. The increase of intracellular Ca^<2+> concentration in IP3R1 and IP3R1 is necessary for the long-term depression phenomenon (LTD). The expression of IP3R1 in postnatal, exfoliative and type 1 microspinal syndrome (SCA1) decreased in response to stimulation of Ca^<2+> release and activation. The characteristics of Ca^<2+> dynamics in cellular dendrites, such as the time and space characteristics, are discussed in detail. A detailed analysis of Ca^<2+> dynamics of dendritic processes in cells Parallel linear dimension: 50Hz, 3 ~ 8 Hz stimulation, Ca^<2+> inflow, intracellular emission, biphasic emission. The increase of Ca^<2+> in the number of stimulation cycles was proportional to the number of stimulation cycles, the duration of stimulation was 6 ~ 8 seconds, and the concentration of Ca ^<2 +> was 200μM. IP3R1 loss loss The AMPA receptor of the cell is Ca^<2+>-mediated and the molecular biology research shows that the AMPA receptor has the function of Ca ^<2 +>.

项目成果

Hiroki Yasuda: "Imaging of calcineurin activated by long-term depression-inducing synaptic inputs in living neurons of rat visual cortex"European Journal of Neuroscience. vol.17. 287-297 (2003)

Hiroki Yasuda：“大鼠视觉皮层活神经元中长期抑郁诱导突触输入激活的钙调神经磷酸酶的成像”《欧洲神经科学杂志》。

Kiyoko Fukami: "Phospholipase Cδ4 is required for Ca^<2+>-mobilization essential for acrosome reaction in sperm"The Journal of Cell Biology. (in press).

Kiyoko Fukami：“精子顶体反应所必需的Ca^2+-动员需要磷脂酶Cδ4”，《细胞生物学杂志》（正在出版）。